内蒙古地区数据中心热量管理的挑战和对策

内蒙古地区的数据中心是国家“东数西算”工程的关键实践区域,但其热量管理在硬件设备与空间布局、建模与调度策略和热量模拟方法与平台等方面仍面临许多挑战。为使内蒙古数据中心可持续发展,提出了优化设备布局合理规划散热冷却机制、注重清洁能源利用优化运行调度策略和开发热量模拟仿真平台等数据中心热量管理应对策略。并进一步提出展望,即理想的数据中心热量模拟平台应具备数据中心运行状态模拟、轻量级的热模拟、人工智能集成仿真功能和大规模异构跨区域数据中心模仿能力等。

电主轴热补偿及轴承故障检测在热辐射测温方面的研究

针对电主轴轴体的热变形以及重要零部件轴承在加工中心上的常见故障,提出基于收集电主轴温度变化的热误差实时补偿计算方法与轴承常见故障的诊断方法。热误差补偿方法可以通过对轴体上测温点数据的处理对电主轴单元进行实时的热误差补偿提高加工精度。故障诊断方法是对不同的温度节点设置不同的阈值,阈值对应着电主轴单元内部某些重要零件的故障特征,当节点温度变化超出阈值即进行报警以诊断具体零件的故障。促进了电主轴的智能化进程,为接下来的研究打下基础。

西安室内健身场所热环境与人体热舒适调查研究

运动场所热环境是影响运动人群舒适、健康和运动意愿的重要因素。本研究采用现场调查和实验室研究相结合的方法,通过现场调查获取了健身人群的热舒适现状,提取了健身人群特征(着装和运动类型),进一步通过实验室测量获得了服装热阻数据和不同健身运动的代谢率数据。基于以上结果,探讨了不同运动强度下健身人群的热舒适阈值,同时对PMV模型在健身场所热环境评价中的适用性进行了评估。结果表明:高强度健身运动(5 met以上)人群的舒适温度低于中等强度运动(5 met以下)人群;运动状态下,健身人群的最舒适状态对应的热感觉投票为“微暖”;中等强度运动时人体的舒适温度上限为24.3℃,高强度运动时为19.4℃;气流也会显著影响运动人群的热舒适,随着运动强度的增大,运动人群对于风速“增大”的期望更加强烈。

高精密卧式加工中心热控制分析和设计

在诸多影响机床加工精度的因素中,部件生热而导致升温变形不可忽视。抑制热源产生,控制热量传递,做好热变形补偿是提高卧式加工中心加工精度和加工稳定性的基本要求。对高精密卧式加工中心进行热控制分析和设计,分析了热特性影响因素,给出了热控制途径,并对热控制结构进行了介绍。

卧式摆头加工中心动横梁热固耦合特性研究

以五轴加工中心为代表的高端数控机床是国家重要战略物资,具有很高的综合性能需求。基于热固耦合分析方法,针对卧式加工中心中承载摆角铣头的动横梁进行结构特性研究。建立焊接式动横梁的实体单元热固耦合有限元模型并进行仿真,分析动横梁在结构静力载荷和热载荷综合作用下的变形和应力。采用多元回归拟合方法,研究不同结构参数对动横梁结构特性的影响规律,并根据影响规律对结构参数进行优化调整。在质量基本不变的情况下,优化后的动横梁焊接结构的Y轴最大位移减少了10.489%,最大应力减少了41.06%。

基于盲板的地板送风式数据中心热管理与能效案例研究

数据中心机房空调设备长期运行,每年需对其性能进行测试和评估,以确保安全高效运行。针对机架内服务器布局、盲板结构以及工况适应性进行实测,研究了封闭式冷通道地板下送风式数据中心的热环境;并通过热性能指标和能效指标,对该数据中心的安全性和能效进行了全年评估。结果表明:在冷通道中间区域推荐安装功率为2 kW以上的机架;机架间隙处安装盲板后,能够促进服务器内部冷气流循环,减少热气流的回流干扰,最大出口温度降低3.32℃,出口平均速度降低约24%;夏季工况时,该数据中心的PUE、WUE、CUE分别约为1.2、3.5、0.84,且WUE呈现出较强的季节性,冬季工况时,自由冷却可有效降低数据中心的能耗。此外,数据中心冷通道末端的机架过热问题显著,其中16个机架的机柜冷却指数均低于90%,热损失较高。

不同服务器负载方案下数据中心热管理的数值模拟

为了满足钢铁企业对数据中心热管理的要求,针对不同的服务器负载方案进行模拟研究,考虑了4类服务器功率负载方案(均匀、离散、分段和集群),共研究了11组服务器负载算例.结果表明:均匀和集中下层的负载方案散热效果较好,在集中下层的负载方案中,热通道内冷热气流掺混均匀,气流组织最佳.同时,提出了基于活动服务器温度平均的负载优化措施,改善后的集中下层负载方案表现较好,节能潜力较大.

水库水源的数据中心自然水冷却系统温排水影响分析

水库水源的低温水冷却系统是解决数据中心能耗问题的一种有效手段,但产生的温排水对环境的影响亦不容忽视。以武当云谷大数据中心为例,基于MIKE21 FM软件建立了丹江口水库坝下至黄家港水文站的平面二维数值模型,研究了数据中心温排水退水口设在不同位置对温排水扩散规律的影响。结果表明:随着温排水退水口位置处水深和流速的增大,温排水的最大温升和相应的温度混合区范围也逐渐减小,当水深超过2 m时,局部最大温升已低于1℃。研究成果可为采用水库低温水作为冷却水源的类似数据中心温排水退水口选址及温排水影响分析提供借鉴。

北京城市副中心及周边区域蓝绿空间景观格局及降温效应评估

科学评估北京城市副中心及周边区域建设不同阶段景观格局和热环境,对其今后的发展规划和相关政策制定具有重要意义。以北京城市副中心外围规划为基准稍作调整作为研究区,选取2016年、2018年、2020年和2022年共4期资源三号遥感影像数据,以及Google Earth Engine(GEE)中4年6月1日-9月30日的Landsat 8遥感影像数据,通过面向对象分类、地表温度反演、相关性分析方法定量分析不同时期的蓝绿空间景观格局以及蓝绿空间的降温效应。结果表明:(1)2016-2022年,研究区蓝空间的面积占比在保持稳定的同时逐渐增加,绿空间的面积占比先减少后增加;(2)2016-2022年,北京城市副中心及周边区域蓝绿空间景观格局中各斑块类型在景观中的分布越来越均衡;(3)2016-2022年间,地表温度均值呈“上升—下降—上升”的波动变化,蓝空间的地表温度最低,其次是绿空间,蓝空间和绿空间在一定程度上起到降温的作用;(4)提高聚集度、减少人类活动的割裂程度、减小空间破碎度均可提升蓝绿空间的降温效应。总体而言,北京城市副中心及周边区域建设使得蓝绿空间面积增加,景观格局分布更加均衡,蓝绿空间的降温效果较为明显。

五轴加工中心误差分析综述

五轴加工中心具备高效率及高精度的优异性能,在超精密加工制造中被广泛应用,分析其存在的误差类型与误差补偿方法极其重要。为此,通过分析近年来国内外五轴加工中心误差的测量方法及五轴加工中心误差研究状况,包括对几何误差、热变形误差、动态误差三者的分析和补偿,建议进一步加强综合误差模型基础研究和高质量实际运用成果的产出,提高成果转化及扩散,以促进我国超精密零件加工制造技术的提升。

A Numerical Solution of Heat Equation for Several Thermal Diffusivity Using Finite Difference Scheme with Stability Conditions

The heat equation is a second-order parabolic partial differential equation, which can be solved in many ways using numerical methods. This paper provides a numerical solution that uses the finite difference method like the explicit center difference method. The forward time and centered space (FTCS) is used to a problem containing the one-dimensional heat equation and the stability condition of the scheme is reported with different thermal conductivity of different materials. In this study, results obtained for different thermal conductivity of distinct materials are compared. Also, the results reveal the well-behavior properties of the materials in good agreement.

地板下送风方式和几何参数对数据中心热性能的影响

数据中心室内热环境取决于送风气流分布,而送风系统的几何结构会显著影响送风气流分布。本文对比了4种常用的送风方式,即冷/热通道开放式系统、热通道封闭式系统、机架下送风系统和冷通道封闭式系统。对于每种送风方式,研究了静压箱高度、穿孔率、挡板位置和挡板角度等几何因素对数据中心气流组织的影响。利用ANSYS Fluent建立了288个不同送风方式和配置的CRAC模型。利用SmartAisle^(TM)冷通道封闭系统的温度测量数据对模型进行了验证。对比了平均机架温度、平均热点温度以及热性能评价系数和回风温度指数。结果表明:在一定范围内增加静压箱高度或降低穿孔率均有助于提高热性能。分析室内截面温度云图和相关评价指标得出,在冷通道封闭情况下总体性能最佳。最后,在冷通道封闭系统模型中对比了采用V型和Λ型挡板时各因素的影响,得到采用V型和Λ型挡板时的最佳穿孔率均为20%,而最佳静压高度分别为0.5 m和0.6 m。总体而言,V型挡板比Λ型挡板温度分布更为均匀。

碳减排驱动下的数据中心与配电网交互式集成规划研究

伴随数字经济下互联网数据中心(DC)数量的迅速增长,科学规划DC并网和利用其需求响应能力对于服务未来电力系统安全经济、低碳高效运行至关重要。为此,该文以“双碳”目标下DC与配电网高效融合为出发点,提出一种面向二者协同推动碳减排的交互式集成规划框架。首先,通过深入分析不同类型数据负载特性,并综合考虑设备参数、环境温度等对DC运行域的制约,建立计及热耗散约束的DC需求响应模型。其次,针对数据/电力负荷需求、可再生能源出力等不确定性对系统规划目标实现的影响,引入条件风险价值(CVaR)理论定义了含DC配电网碳减排损失风险的概念。然后,基于二阶段随机优化方法,以系统投资运行成本、碳排放税费及总CVaR损失(即碳减排与经济风险)之和最小化为目标,构建了面向碳减排的DC与配电网交互式集成规划模型。最后,以修改的IEEE 33节点系统为例进行仿真分析,相关结果验证了该文所提方法的有效性。

新加坡开放共享型社区体育中心环境设计研究

要针对新加坡开放共享型社区体育中心环境设计,从空间组织、建筑朝向、开放方式、开放程度等角度,结合CFD模拟和Radiance日光照度模拟探讨了不同开放状态下场地内风速、热舒适及日光照度的变化规律,并结合各空间内运动项目的专业体育工艺要求,创造性地提出了社区体育服务设施的开放设计策略。研究旨在通过对新加坡相关案例的关键要素提取与典型模式分析,为我国社区层叠式体育服务设施的开放共享式设计提供策略参考和建议。

渤海湾盆地新生代拉张中心迁移的热-流变机制

在区域拉张应力作用下,岩石圈拉张减薄,减薄的中心地带成为拉张中心,渤海湾盆地新生代期间拉张中心具有自西向东、自南向北的迁移规律.为了探究渤海湾盆地新生代期间拉张中心的迁移与岩石圈热-流变结构的关系,本文在构造-热演化模拟的基础上,对渤海湾盆地各坳陷新生代岩石圈热-流变结构进行了计算.结果表明:渤海湾盆地新生代岩石圈拉张中心的迁移主要受岩石圈流变强度的非均匀性所控制.拉张中心开始位于岩石圈强度最低的济阳坳陷,拉张及伴随的的热冷却过程使得济阳坳陷岩石圈强度增大,并且超过了渤中坳陷岩石圈强度,因此,沙四段时期,拉张中心迁移到了渤中坳陷;沙三段时期,拉张中心迁移到了黄骅以及辽东湾坳陷.这是由于拉张速度较慢时(对于约90 km厚度的岩石圈而言,如果初始地壳厚度>34 km,拉张速度0.5 cm·a^(-1)),拉张初期会造成岩石圈强度的降低,但随着拉张的持续进行,岩石圈整体强度反而增加.孔店组时期,在岩石圈强度较大的冀中及临清坳陷形成拉张中心可能是叠加了其他地质因素(如前期构造、断裂活动、远程应力等)的影响.东营组时期,在岩石圈强度较大的渤中坳陷形成拉张中心,这可能是该时期岩石圈强度同时受到了郯庐断裂带的活动或小规模的地幔对流的影响,导致其实际强度比模拟计算的强度更低,因而使得应变集中在渤中以及辽东湾坳陷.

SiC对能源桩混凝土传热与力学性能的影响

能源桩系统作为一种建筑节能技术,通过开发清洁能源可有效缓解能源危机。以添加SiC粉末制备的传热强化型混凝土为研究对象,综合能源桩强化换热模型分析、室内传热与力学性能试验和中心热源热成像结果可知,在相同环境温度下,随着SiC含量的增加,SiC混凝土导热系数呈线性增加。在力学性能方面,当SiC质量分数达到10%时,混凝土的抗压强度和抗拉强度较素混凝土分别增加6.3%和8.3%,当SiC质量分数达到15%时,混凝土的抗压强度增长速率有所放缓,抗拉强度有所下降。中心热源热成像结果也进一步验证SiC试样自内向外的传热效率显著高于普通混凝土,与SiC含量为0%的试样相比,SiC含量为10%的试样的中心温度降低39.2%。由此可见,当SiC粉末添加量达到10%时,强化型混凝土的导热效率显著增加且抗压强度提升最为明显,这为提高能源桩的热效益提供一种可靠的参考方法。

中国澳门历史街区议事厅前地夏季热舒适度模拟及提升策略

中国澳门作为典型湿热地区,伴随着人口增长和建筑容积率的提升,其局地气候微环境愈发恶劣。文章基于WindPerfectDX软件模拟中国澳门议事厅前地的停留型和通过型空间夏季风环境与热辐射状态,计算热舒适值,分析街道高宽比与空间类型对热舒适的影响。结果显示,在通过型空间中设置休憩性绿色设施、在停留型空间设置遮阳性绿色设施可以有效降低热辐射,“本土绿植+景观设施”的模式可有效提高议事厅前地的热舒适度。研究结果可为湿热地区高密度历史街区微气候改善提供借鉴。

数据中心新型保温技术的探索和实践

随着国家科技的发展,数据中心产业发展迅速。根据国家公共建筑节能设计有关标准,绿色数据中心的建设逐渐成为未来数据中心建设势在必行,绿色数据中心建设理念贯穿于全寿命投资的各个方面。该文从数据中心建设节能总体出发,通过实际案例分析研究,并有效提升节能增效技术与新材料的创新及应用,希望能够为国家公共建筑和数据中心建设施工提供借鉴和参考。

大空间复杂异形变曲面超大建筑屋盖系统设计与施工技术

为实现建筑美感,石河子国际会展中心金属屋盖采用可塑性高的铝镁锰节能金属屋盖系统。针对会展中心屋盖特点,综合对铝镁锰金属屋盖系统进行重难点分析,从施工节点深化设计、热工性能模拟计算、创新的屋盖施工技术,总结形成了极寒高烈度地区大空间复杂异形变曲面超大建筑屋盖系统设计与施工技术,达到了屋盖系统低碳节能与抗渗漏目的。

海底数据中心壳体结构的设计与优化研究

为了满足海底数据中心定期维修和散热冷却的需要,同时避免其外壳由于海水渗漏导致运行状态不稳定的情况,设计了一种海底数据中心壳体。壳体可以实现应急上浮,并可以利用压缩气囊辅助龙门吊使海底数据中心上浮进行日常维护,同时通过优化设计相关结构来提高散热效率,为其提供稳定适宜的工作环境。通过试验仿真对设计壳体的表面所受应力、不同工况下的位移以及总散热量进行分析,证明了设计的数据中心壳体在海底能够稳定地运行,且与传统的壳体相比,设计的壳体能够弥补海底数据中心及其壳体在常规保养和受损维修时所存在的不足,并且能在一定程度上提高其散热能力,对海底数据中心的结构设计与优化具有指导意义。